بررسی عوامل موثر بر سنتز کاربید تیتانیوم نانوساختار به روش سل ژل

اهمیت و کاربرد کاربیدها به طور گسترده ای در حال رشد است و این نه تنها از جنبه تجاری, بلکه بر اساس کاربردهای دیرگدازی و استحکامی آن هاست. کاربید تیتانیوم سخت ترین کاربید در میان کاربیدهای فلزات واسطه تجاری است. هدف از پژوهش حاضر سنتز نانوذرات کاربید تیتانیوم به روش شیمیایی سل ژل با استفاده از فرآوری سل تیتانیا به کمک آلکوکسید تیتانیوم است. برای ساخت سل از تیتانیوم ایزوپروپوکساید(TTIP) به عنوان پیش ماده تیتانیوم و ساکارز به عنوان منبع تامین کننده کربن استفاده شده است. به کمک تحلیل XRD, تاثیر اتمسفر کلسیناسیون در بسترهای گرافیت و کک و سپس اتمسفر آرگون و هیدروژن بر محصول نهایی مشخص شد. به کمک تحلیل XRD, تاثیر اتمسفر کلسیناسیون در بسترهای گرافیت و کک و سپس اتمسفر آرگون و هیدروژن بر محصول نهایی مشخص شد. هر چه اتمسفر احیایی تر و عاری از اکسیژن و نیتروژن باشد احتمال دستیابی به یک کاربید تیتانیوم با خلوص بالا, بسیار زیادتر می شود. در بستر گرافیتی و کک, فازهای اکسی کاربیدی و اکسید تیتانیوم حاصل می شود اما در اتمسفر آرگون و مخلوط آرگون و هیدروژن محصول نهایی کاربید تیتانیوم است. تاثیر عوامل مختلف مانند نوع ماده اولیه, دما و زمان کلسیناسیون بر استوکیومتری و مقدار کاربید تیتانیوم به کمک تحلیل های XRD و SEM مورد مطالعه قرار گرفته شده است. با افزایش دما از 1100oC به 1400oC, از مقدار فاز اکسی کاربید تیتانیوم (TiCxOy) کاسته می شود و در دمای 1400oC کاربید تیتانیوم خالص سنتز شده است. شرایط بهینه برای سنتز کاربید تیتانیوم نانوساختار در اتمسفر Ar+25%H2 در دمای 1400oC و زمان یک ساعت تعیین شده است.